Na snimkama koje je NASA-ina letjelica New Horizons zabilježila pri preletu Plutona 2015. godine istraživači su izdvojili tamne, uske crte i šire zatamnjene zone u sjevernom dijelu Sputnik Planitije. U radu objavljenom u časopisu The Planetary Science Journal tvrde da bi te strukture mogle nastajati kada se tekući dušik, otopljen pod pritiskom na dnu ledenjaka, kroz pukotine probije do površine.
Ako se tumačenje potvrdi, to bi bio prvi dokaz da je tekućina u novijoj geološkoj prošlosti tekla po Plutonovoj površini. Tekući dušik nije opažen izravno. Zaključak proizlazi iz oblika terena, usporedbe s ledenim površinama na Grenlandu i fizikalnih modela koji pokazuju da je takav proces moguć.
Tamne linije među golemim ćelijama leda
Sputnik Planitia golema je udubina ispunjena pretežno dušikovim ledom. Čini zapadni dio svijetle formacije u obliku srca koju je New Horizons otkrio na Plutonu, a prostire se približno 850 kilometara od istoka prema zapadu i oko 1500 kilometara od sjevera prema jugu.
Njezinu površinu oblikuju konvekcijske ćelije dušikova leda, široke uglavnom 20 do 35 kilometara. Led se u njima vrlo sporo diže i spušta, pa se krajolik obnavlja. Zbog toga na Sputnik Planitiji gotovo nema udarnih kratera, što upućuje na geološki mladu i aktivnu površinu.
Autori su se usredotočili na tamne, vrlo uske značajke koje se često pružaju uz rubove tih ćelija, te na šira, difuzna zatamnjenja oko njih. Neke se linije protežu desecima kilometara. Slične tamne zone na Zemlji vide se na satelitskim snimkama grenlandskog ledenog pokrova ondje gdje voda kvasi snijeg i led ili izlazi iz njegove unutrašnjosti.
Usporedba ne znači da je Pluton prekriven vodom. Ona sugerira da tekućina na ledenoj površini može ostaviti obrazac kakav se vidi u Sputnik Planitiji. Autori smatraju da promjena veličine kristala leda, sitne tamne čestice iz dubine ili kombinacija tih procesa mogu objasniti zašto su ta područja tamnija od okolnog dušikova leda.
Na površini nema kiše od dušika
Plutonova je površina u području Sputnik Planitije hladna, oko 37 kelvina, odnosno približno minus 236 Celzijevih stupnjeva. U takvim uvjetima i pri vrlo niskom atmosferskom tlaku dušik na površini ne može postojati kao tekućina. Kiša od tekućeg dušika zato ne dolazi u obzir.
Mogući izvor leži dublje, pod kilometarski debelim ledenjakom. S porastom dubine tlak raste, a toplina iz unutrašnjosti Plutona može zagrijati donje slojeve leda. Modeli u radu pokazuju da se, u dijelu prihvatljivih scenarija, uvjeti za taljenje dušikova leda mogu pojaviti na dubini od nekoliko stotina metara do približno 1,4 kilometra.
To ipak nije dokaz da se dno ledenjaka doista topi. Konvekcija može učinkovito hladiti njegove duboke slojeve, pa autori razmatraju nekoliko mogućih putova do taljenja, uključujući lokalno stanjivanje leda i promjene u njegovu unutarnjem strujanju. Njihov je zaključak da uvjeti za nastanak tekućeg dušika nisu isključeni i da se dobro uklapaju u opažena tamna obilježja.
Dušik na Plutonu već neprekidno prelazi između površine i tanke atmosfere.
Tekućina bi se dizala prema gore
Kada bi se na dnu Sputnik Planitije stvorio tekući dušik, ponašao bi se suprotno vodi ispod Zemljina ledenjaka. Tekući dušik manje je gust od čvrstog dušikova leda, pa bi se kroz postojeće pukotine i uske kanale dizao prema površini.
Autori taj proces uspoređuju s usponom magme u Zemljinoj kori. Proračuni pokazuju da bi pukotine dovoljne za takav uspon mogle biti široke tek od nekoliko desetaka centimetara do oko jednog metra, daleko ispod razlučivosti kamera New Horizonsa. Na površini bi se tekućina slijevala s blago uzdignutih središta konvekcijskih ćelija prema njihovim nižim rubovima, gdje bi se ponovno zamrznula.
Takvi bi događaji vjerojatno bili kratkotrajni i povremeni, a ne stalni tokovi. Modeli pokazuju da bi do većih površinskih tokova moglo doći tijekom odvojenih izboja pod tlakom koji bi trajali od nekoliko sati do nekoliko dana. Upravo bi ponovno zamrznuti dušik i materijal koji bi nosio sa sobom mogli ostaviti tamne crte i šire zatamnjene pojaseve na snimkama.
Nalaz nije izravno opažanje tekućine
Rad se temelji na jedinom bliskom preletu Plutona, koji je New Horizons obavio 2015. godine. Letjelica nije izravno snimila tekući dušik niti je u tim tamnim područjima potvrdila njegovu tekuću fazu. Autori iz oblika i potamnjenja struktura zaključuju da njihovo objašnjenje tekućinom najbolje odgovara opaženom uzorku, ali druge procese ne mogu potpuno isključiti.
Važan je i pojam “nedavno”. U ovom slučaju ne znači posljednjih nekoliko godina. Površina Sputnik Planitije prema modelima može se obnoviti u približno pola do jednog milijuna godina, pa su promatrane značajke najvjerojatnije nastale unutar tog geološki kratkog razdoblja.
Izvan sjevernog dijela Sputnik Planitije zasad nisu uočeni slični tragovi, no više od polovice Plutona nije snimljeno u visokoj razlučivosti. Istraživači ističu da bi se srodni procesi mogli razmotriti i za Neptunov mjesec Triton ili patuljasti planet Eris, ali za njih zasad nema usporedivih dokaza. Dok Plutonu ne stigne nova letjelica s oštrijim snimkama i odgovarajućim mjerenjima, tamne će linije Sputnik Planitije ostati snažan, ali neizravan trag tekućine na jednom od najhladnijih svjetova Sunčeva sustava.
